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Tipo do documento: Dissertação
Título: Planejamento e otimização da síntese da polianilina dopada com ácido azeláico e sua aplicação em fotodegradação
Autor: Oliveira, Érica Lima de 
Primeiro orientador: Araújo, Olacir Alves
Primeiro membro da banca: Guilherme, Luciana Rebelo
Segundo membro da banca: Oliveira, Sérgio Botelho de
Resumo: Na classe dos materiais denominados Polímeros Intrinsecamente Condutores está a Polianilina (PAni), que se destaca pela sua estabilidade em condições ambientais, facilidade de síntese, fácil aquisição e baixo custo do monômero. No entanto, a PAni apresenta limitações relacionadas à sua baixa processabilidade, por consequência da insolubilidade na maioria dos solventes, o que pode ser melhorado pela incorporação de ácidos funcionalizados na cadeia polimérica, garantindo melhorias em suas propriedades ópticas e elétricas. As condições de síntese influenciam diretamente nas propriedades eletroquímicas, na morfologia, na solubilidade e no rendimento do polímero sintético. Uma característica muito interessante de materiais semicondutores e condutores é a possibilidade de agirem como agentes fotocatalíticos na degradação de compostos orgânicos. Neste contexto, propõe-se a síntese e caracterização da PAni dopada com o ácido azeláico (AA), utilizando como agente oxidante persulfato de amônio (PSA), bem como a variação de alguns parâmetros de síntese e o potencial de aplicação na fotodegradação de compostos orgânicos. Com a finalidade de se estudar as melhores condições de síntese foi realizado um planejamento fatorial 23, usando como fatores a concentração inicial da anilina nos níveis 0,2 e 0,04 mol L-1, razão molar ácido/anilina em 1 e 1,5 e temperatura do sistema de síntese em 5 e 25 °C. Foram avaliados como resposta o rendimento nominal e a condutividade elétrica. O material foi caracterizado por espectroscopia vibracional na região do infravermelho, termogravimetria, determinação da condutividade elétrica pelo método de quatro pontas, microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios X. Os resultados mostraram que a PAni(AA) é um material eletricamente condutor, na ordem de 10-3 S cm-1. As melhores condições de síntese nos níveis estudados foram: temperatura de 5 °C, concentração inicial de anilina de 0,2 mol L-1 e razão molar ácido/anilina igual a 1. A quantidade de etanol como co-solvente apresentou efeito sobre a síntese. As caracterizações realizadas permitem afirmar que o produto desejado foi obtido. Foi avaliado o potencial fotocatalítico das amostras de PAni(AA) e de sua base esmeraldina em soluções de azul de metileno sob radiação ultravioleta, e no escuro, a fim de avaliar a adsorção do azul de metileno nas amostras. As análises foram feitas avaliando a concentração de azul de metileno em função do tempo de contato. A concentração da solução foi monitorada por espectroscopia na região do utravioleta-visível. A base esmeraldina foi o material que apresentou maior porcentagem de remoção, 95,9% após 96 horas de contato. As amostras de PAni(AA) apresentaram menor potencial na remoção do corante, isso sugere que o ácido azeláico ocupa sítios de adsorção na PAni. Os resultados mostram que a radiação ultravioleta teve influência na diminuição da concentração de azul de metileno, no entanto,os testes no escuro apontam que o processo de adsorção predomina em relação à fotodegradação.
Abstract: In the class of materials known as intrinsically conductive polymers one finds the poly aniline (PAni), which stands out for its stability at ambient conditions, its ease of synthesis, easy acquisition and low cost of the monomer. However, it has limitations related to low processability in consequence of its insolubility in most solvents, which can be improved by incorporation of functionalized acids on the polymer chain, providing improvements in its optical and electrical qualities. The conditions of synthesis directly influence the electrochemical properties, morphology, solubility and yield of synthetic polymer. A very interesting feature of conducting and semiconducting materials is their ability to act as agents in the photo catalytic degradation of organic compounds. In this context it is proposed the synthesis and characterization of the doped PAni with azelaic acid (AA),using it as ammonium persulfate (PSA) oxidizing agent, as well as the variation of some parameters of synthesis and potential applications in the photo degradation of organic compounds. In order to study the best conditions of synthesis was carried out a 23factorial design, such as using factors at the initial concentration of aniline at levels of 0.2 and 0.04 mol L-1, molar ratio acid/aniline in 1 and 1.5, furthermore synthesis system temperature of 5 and 25 degrees Celsius. In response to this was evaluated the nominal yield and the electrical conductivity. The material was examined by vibration spectroscopy in the infrared radiation sphere, termogravimetric examination, determining the electrical conductivity by the four-point method, transmission electron microscopy and X- ray diffraction. The results showed that PAni(AA) is an electrically conductive material, in the order of 10 to 3 S cm-1. The best conditions of synthesis in the studied levels were: Temperature of 5 degrees Celsius, initial Aniline concentration of 0.2 mol L-1 and molar ratio acid / aniline = 1. The amount of ethanol as co solvent showed effect on the synthesis. The made characterizations allow to affirm that the desired product was obtained. It was evaluated the photo catalytic potential of PAni(AA) and its emeraldine base in methylene blue solution under ultraviolet light and in the dark, in order to evaluate the adsorption of methylene blue in the samples. The analyses were performed to evaluate the concentration of methylene blue as a function of contact time. The concentration of the solution was monitored by spectroscopy in the visible ultraviolet spectrum. It turned out that the esmeraldine base was the material presenting a higher percentage of removal, 95.9 % after 96 hours of contact. The PAni(AA) samples showed a lower potential in the removal of dye. This suggests that azelaic acid occupies adsorption sites in PAni. The results also revealed that ultraviolet radiation influences the decrease in concentration of methylene blue, however, the tests in the dark indicate that the adsorption process predominates over photo degradation.
Palavras-chave: Polianilina
Ácido Ázelaico
Fotodegradação
Polyaniline
Azelaic acid
Photodegradation
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
QUIMICA::FISICO-QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Goiás
Sigla da instituição: UEG
Departamento: UEG ::Coordenação de Mestrado Ciências Moleculares
Programa: Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências Moleculares
Citação: OLIVEIRA, Érica Lima de. Planejamento e otimização da síntese da polianilina dopada com ácido azeláico e sua aplicação em fotodegradação. 2016. 96 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Moleculares) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://www.bdtd.ueg.br//handle/tede/285
Data de defesa: 30-Jun-2016
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Moleculares

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